176
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 534.114: 531.383
О.С. Нарайкин, Ф.Д. Сорокин, С.А. Козубняк
РАСЩЕПЛЕНИЕ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ
КОЛЬЦЕВОГО РЕЗОНАТОРА
ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ВОЛНОВОГО ГИРОСКОПА,
ВЫЗВАННОЕ ВОЗМУЩЕНИЕМ ФОРМЫ
Методом возмущений исследованы свободные колебания кольцево-
го резонатора твердотельного волнового гироскопа, имеющего
малые неосесимметричные отклонения формы от идеальной (ма-
лая некруглость). Получено аналитическое выражение для рас-
щепления частот.
E-mail:
naraikin@kiae.ru
;
sorokin_fd@mail.ru;
sark@hexa.ru
Ключевые слова:
твердотельный волновой гироскоп, кольцевой резо-
натор, расщепление частоты.
Постоянно развивающиеся автоматизация и интеллектуализация
технических систем, их усложнение при одновременном повышении
требований к надежности и безопасности функционирования обуслов-
ливают увеличение насыщенности объектов техники разнообразными
датчиками первичной информации. Являясь ключевыми элементами
любых информационно-измерительных систем управления, контроля
и диагностики, такие датчики должны обладать все более высокими
метрологическими характеристиками и одновременно удовлетворять
целому комплексу сложных и, зачастую, противоречивых требований
(
высокая надежность, помехоустойчивость, малая масса и габариты,
малое энергопотребление, низкая стоимость и т. д.).
Всему комплексу современных требований отвечают широко
применяемые твердотельные волновые гироскопы (ТВГ) [1] — одни
из наиболее перспективных первичных измерительных преобразова-
телей механических величин, относящиеся к классу микроэлектроме-
ханических систем (МЭМС) [2].
Принцип действия ТВГ основан на явлении прецессии упругой
стоячей волны, возбужденной в осесимметричном упругом теле (ре-
зонаторе) при его вращении вокруг оси симметрии, скорость прецес-
сии пропорциональна угловой скорости вращения резонатора [3]. В
реальных ТВГ резонатор, как правило, представляет собой либо
стержень кольцевой формы, либо тонкостенную упругую оболочку
вращения, которые изготавливают из плавленого кварца, сапфира
или другого материала, имеющего малый коэффициент потерь при
колебаниях [1, 3].
С помощью системы возбуждения —
съема (фиксации) обеспе-
чивают возбуждение и поддержание колебаний резонатора по одной